CN107206572A

CN107206572A - 除锈方法

Info

Publication number: CN107206572A
Application number: CN201680007858.8A
Authority: CN
Inventors: 后藤贤; 田沼直也
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-09-26
Anticipated expiration: 2036-02-17
Also published as: TW201702003A; KR102460925B1; BR112017019503A2; JP6512286B2; JPWO2016174897A1; CN107206572B; TWI672195B; KR20180004101A; BR112017019503B1; WO2016174897A1

Abstract

本发明提供一种除锈方法，利用喷砂装置对投射材料进行投射，来进行由铁系材料构成的被加工物的锈垢的去除，该除锈方法具备：投射材料装填工序，将维氏硬度为HV300～600的范围的未使用的投射材料装填至喷砂装置；粒径分布调整工序，通过喷砂装置的操作，而将该喷砂装置内的投射材料的粒径分布调整为规定的粒径分布；以及除锈工序，将粒径分布调整工序后的投射材料投射至被加工物的表面，当将粒径分布调整工序后的投射材料的粒径分布划分为粒径超过300μm的第一粒体、粒径为300μm以下且超过75μm的第二粒体、以及粒径为75μm以下的第三粒体时，满足：第二粒体的比率≥第一粒体的比率≥第三粒体的比率。

Description

除锈方法

技术领域

本发明涉及通过喷丸处理来去除在由铁系材料构成的被加工物的母材表面形成的氧化物等锈垢的除锈方法。

背景技术

以往，为了去除因热轧等制造而形成于母材表面的氧化物等锈垢，进行将主要由铁系材料构成的硬质粒子投射至被加工物的表面的喷丸处理。由普通钢、合金钢、工具钢、或者轴承钢等形成的线材通过溶解以及连续铸造而成为钢坯等。钢坯等经由轧制工序而成为卷材或者棒材。制造出的卷材等通过折弯或者喷丸处理来除锈，并实施拉丝或者化学转化处理等。在难以除锈的情况下，在折弯或者喷丸之前进行酸洗处理。然而，从环境影响等观点出发直极力避免酸洗处理。

对于喷丸处理而言，例如专利文献1所公开那样，使用具有供给线材的线材供给单元、对从线材供给单元引出并行进的线材投射投射材料的投射单元、以及对通过投射单元投射了投射材料的线材进行卷绕的卷绕单元的喷丸装置，来使线材以张紧状态边行进边进行喷丸处理，由此去除锈垢。

另外，对于不锈钢等轧制钢板而言，例如专利文献2所公开那样，为了在除锈的酸洗处理中使酸容易浸透而进行通过喷丸处理使锈垢产生龟裂、剥离的预备除锈处理。另外，例如专利文献3所公开那样，还提出了在基于喷丸处理的预备除锈处理之后，进行磨削处理来代替酸洗处理的除锈方法。

专利文献1：日本特开2003-340724号公报

专利文献2：日本特开昭61-117291号公报

专利文献3：日本特开2008-207203号公报

在喷砂装置的操作中，当将规定量的投射材料投入喷砂装置，进行喷砂处理时，投射材料反复进行投射、回收、细粉的去除、投射的循环。若反复进行投射，则投射材料被粉碎而成为细粉，但这样的细粉由分离器等分选、去除。由于喷砂装置内的投射材料量减少了被去除的量，因此补给与减少的量对应的投射材料，但若反复进行投射材料的供给、粉碎、向装置外的排出，则装置内的投射材料的粒径分布会成为与初始的粒径分布不同的粒径分布。为了高效地进行基于喷丸处理的除锈处理、预备除锈处理(以下，将除锈和预备除锈一并简称为除锈。)，而需要以将与装置内投射材料的初始不同的粒径分布成为适于除锈处理的条件的方式进行管理。

这里，用于除锈处理的投射材料通常也能够用于去毛刺、表面粗度的提高等其他用途。因此，虽然能够根据用途来适当地选择粒径以及硬度，但不见将粒径分布等调整为专门用于除锈处理的投射材料。

另外，上述的除锈处理经常作为边输送被加工物变进行处理的连续处理来进行，因此要求处理速度快。但是，在为了提高处理速度例如使用粒径较大的投射材料来提高除锈力的情况下，会产生下述的问题。在线材的喷丸处理中，产生因投射材料的碰撞而线材的晃动变大的现象。由此，存在投射材料无法有效地投射至线材，除锈的效率降低的问题。另外，在使粒径较大的投射材料碰撞钢板的情况下，覆盖率(每恒定面积中的投射材料的实际打痕面积)降低，因此存在后工序中无法导入需要的足够量的裂纹或者剥离，从而无法进行充分的除锈，或者耗费时间的问题。如上所述，在除锈处理中，要求进行兼具高除锈力和除锈处理效率的粒径分布调整的除锈方法。此外，在钢板的除锈处理的情况下，“除锈力”包括用于导入裂纹、剥离的力，“除锈处理效率”包括导入裂纹、剥离的效率。

发明内容

因此，在本技术领域中，作为基于喷丸处理的除锈方法，期望提供一种一并提高除锈力和除锈处理效率的除锈方法。

为了实现上述目的，在本发明的一方面所涉及的除锈方法中，利用喷砂装置对投射材料进行投射，来进行由铁系材料构成的被加工物的锈垢的去除，该除锈方法具备：投射材料装填工序，在该投射材料装填工序工序中，将维氏硬度为HV300～600(日本工业标准的JIS Z2244)的范围的未使用的投射材料装填至喷砂装置；粒径分布调整工序，在该粒径分布调整工序工序中，通过喷砂装置的操作，而将该喷砂装置内的投射材料的粒径分布调整为规定的粒径分布；以及除锈工序，在该除锈工序中，将粒径分布调整工序后的投射材料投射至被加工物的表面，当将粒径分布调整工序后的投射材料的粒径分布划分为粒径超过300μm的第一粒体、粒径为300μm以下且超过75μm的第二粒体、以及粒径为75μm以下的第三粒体时，满足：第二粒体的比率≥第一粒体的比率≥第三粒体的比率。

在该除锈方法中，将粒径分布调整后的投射材料的粒径分布形成为具有如下特征的分布，即大量含有用于确保覆盖率的第二粒体，紧接着含有较多的除锈力较大的第一粒体，将除锈力较低的第三粒体设为较少或者没有。由此，该除锈方法能够通过第一粒体来提高除锈力，缩短除锈时间，通过第二粒体来确保覆盖率。因此，该除锈方法能够一并提高除锈力和除锈处理效率。

可以将第二粒体的比率设为60重量％以上，将第一粒体的比率设为10～40重量％，将第三粒体的比率设为10重量％以下。通过将粒径分布调整后的装置内投射材料的粒径分布设为上述的粒径分布，从而该除锈方法能够将第二粒体的比率设为适于确保覆盖率的比率，将第一粒体的比率设为确保足够的除锈力的比率，将未有助于覆盖率或除锈力中的任意一个的第三粒体极力减少。因此，该除锈方法能够一并提高除锈力和除锈处理效率。

被加工物可以通过轧制形成。线材、钢板等通过轧制(热轧以及/或者冷轧)形成的被加工物的除锈处理大多作为边输送被加工物边进行处理的连续处理来进行，因此要求处理速度快。由于该除锈方法兼具较高的除锈力和除锈处理效率，因此能够用于因辊轧而在母材表面形成了锈垢的被加工物。

被加工物可以是线材。在被加工物为线材的情况下，在投射材料的冲击力较大时，产生因投射材料的碰撞而线材的晃动变大的现象，从而产生投射材料无法有效地投射至线材而导致除锈的效率降低的问题。在该除锈方法中，大量含有粒径比第一粒体小的第二粒体。因此，由于该除锈方法能够使投射材料的冲击力比以往减少，因此能够抑制线材的晃动。因此，该除锈方法能够实现高效的除锈。

投射材料的粒径d为125μm＜d≤600μm，并且，投射材料的粒径d的分布在频度分布(JIS G 5904)中的粒径区间212μm＜d≤300μm的频度最大，粒径区间355μm＜d≤500μm的频度为于该粒径区间212μm＜d≤300μm的频度的0.3～1.0倍。

在该除锈方法中，不基于特殊的装置、方法就能够将粒径分布调整后的喷砂装置内的粒径分布设为适于被加工物的除锈的上述的分布。这里，“粒径区间212μm＜d≤300μm的粒子”是指通过JIS Z 8801(2006)所规定的公称孔眼为300μm的标准筛子并由公称孔眼为212μm的标准筛子捕获(不通过)的粒子。另外，允许粒径区间的下限值以下的小径的粒子最多含有5％左右。

投射材料可以是由粒度编号为030的粒子构成的第一投射材料与由粒度编号为040的粒子构成的第二投射材料的混合物。粒度编号由JIS Z0311：2004所规定。在该除锈方法中所使用的投射材料如上所述能够通过将调整为提高除锈力的第一投射材料与调整为提高覆盖率的第二投射材料混合而制成。

根据本发明的各方面，能够一并提高除锈力和除锈处理效率。

附图说明

图1是表示用于实施方式所涉及的除锈方法的喷砂装置的一个例子的说明图。

图2是表示实施方式所涉及的除锈方法的工序的说明图。

图3是表示粒径分布调整工序的一个例子的说明图。

图4是表示粒径分布调整工序中的粒径分布的变化的说明图。

图5是能够在实施方式所涉及的除锈方法中使用的作为一个例子的投射材料的粒径分布的示意图。

图6是表示投射材料的粒径分布、与各粒径分布中的除锈处理后的被加工物的完工状态的关系的说明图。

图7是表示在基于投射材料的冲击力以及覆盖率的研究中所使用的粒径分布调整后的粒径分布的说明图。

图8是在改变了粒径分布调整状态后的除锈试验中所使用的模拟了操作混合的投射材料的粒径分布的说明图。

图9是表示粒径分布与除锈率达到了80％时的投射密度的关系的说明图。

图10是表示除锈试验后的试样的表面状态的说明图。

具体实施方式

参照附图对实施方式所涉及的除锈方法进行说明。

形成于被加工物的表面的锈垢的去除通过利用喷砂装置将投射材料投射至被加工物表面来进行。作为这样的喷砂装置能够使用图1所示的离心型喷砂装置。图1是表示用于实施方式所涉及的除锈方法的喷砂装置1的一个例子的说明图。图1的(A)是喷砂装置1的整体结构图，图1的(B)是以图1的(A)的A-A向视图来表示投射室的内部的结构的说明图。该喷砂装置1具有用于进行作为被加工物W的线材的除锈处理的结构。此外，实施方式所涉及的除锈方法并不限定于使用了该喷砂装置1的方法。

喷砂装置1具备：进行投射材料的存积以及定量供给的料斗11；对投射材料进行投射的叶轮22；使投射材料循环的作为循环装置的斗式升降机13；将投射材料与锈垢(主要为氧化铁)分离的旋风分离器14；集尘器15；投射室20以及未图示的控制装置；将被加工物搬入投射室20内的搬入机构；以及从投射室20内将除锈处理完毕的被加工物搬出的搬出机构等。

投射室20具备：在线材的搬入口、搬出口以及投射室20的内部沿被加工物的移动方向以规定的间隔配置且用于将线材伸展成一条直线的引导部件21；从上下左右方向对行进的线材投射投射材料S的4基叶轮22；以及为了回收投射完毕的投射材料而安装于底部的螺旋输送机23等。

料斗11具备：供投射材料存积的存积部11a；以及设置于存积部11a下部且用于将投射材料定量供给至叶轮22的截流闸门11b。截流闸门11b的开口面积构成为可变，并能够将恒定量的投射材料供给至叶轮22。

叶轮22通过旋转的叶片而将从料斗11供给的投射材料进行加速，并将其向搬入至投射室20内且行进的被加工物进行投射。由此，对被加工物进行除锈处理。

斗式升降机13设置为与投射室20连接。除锈处理后的投射材料、从被加工物被去除的锈垢等(以下，简称为投射材料等)通过螺旋输送机23向斗式升降机13输送。斗式升降机13将该投射材料等向喷砂装置1的上方输送，并经由投出部16而供给至料斗11。这里，在投出部16与料斗11之间配置有穿孔金属板18。穿孔金属板18能够从投射材料等预先去除较大的锈垢等。

另外，在斗式升降机13设置有喷丸补给口13a。投射材料能够从喷丸补给口13a得到补给。

投出部16设置为与旋风分离器14以及料斗11连接。这里，对旋风分离器14进行说明。在操作了喷砂装置1的情况下，投射材料破裂、产生细粉。此时，在投射室20内产生粉尘，而存在该粉尘引起粉尘爆炸的危险，或因向被加工物的附着或穿刺而使被加工物的品质降低的担忧。或者，投射材料变得过细而无法彻底除锈。因此，在投出部16，经由旋风分离器14通过集尘器15的吸引所产生的规定的风速/风量的气流来进行集尘。大部分的投射材料通过穿孔金属板18而供给至料斗11。但是，由于投射材料的尺寸较小，因此存在与产生的细粉(被去除的锈垢、被粉碎的微小的投射材料)一同被旋风分离器14分级的情况。在旋风分离器14中，细粉由集尘器15回收，并向装置外排出。这里，集尘器15的吸引所产生的气流的风速/风量由设置于集尘器15与旋风分离器14之间的调节风门19的开度来控制。由此，控制旋风分离器14的分级能力。这样，调整分级精度，形成后述的所希望的粒径分布，并维持。然后，将对于除锈有效的投射材料再次向投射室20供给，而循环使用。

由于装置内投射材料量仅减少了向喷砂装置1外排出的量，因此需要补给与减少量对应的量的投射材料。投射材料的减少由叶轮22的负载电流值检测，并从喷丸补给口13a补给新的投射材料。

未图示的控制装置是具备CPU、ROM、RAM等的计算机，并对上述的喷砂装置1的构成要件进行控制。

接下来，对使用喷砂装置1来去除形成于被加工物的表面的锈垢的方法进行说明。图2是表示实施方式所涉及的除锈方法的工序的说明图。

首先，启动喷砂装置1，在步骤S1中，实施投射材料填充工序。在投射材料装填工序中，通过喷丸补给口13a将未使用的投射材料装填至喷砂装置1。对于投射材料将在后面进行叙述。

接着在步骤S2中，实施调整粒径分布的工序(粒径分布调整工序)。对于投射材料而言，对粒径分布调整后的装置内投射材料的粒径分布进行管理以便能够进行高效的除锈是非常重要的。

在步骤S2中，控制粒径分布调整后的喷砂装置内的粒径分布以便成为满足(第二粒体的比率)≥(第一粒体的比率)≥(第三粒体的比率)的特征分布。这里，将投射材料划分为粒径超过300μm的第一粒体、粒径为300μm以下且超过75μm的第二粒体、以及粒径为75μm以下的第三粒体。各粒体并不是单一粒径的粒体，而是具有粒径分布的粒体。

而且，可以以第二粒体的比率为60重量％以上，第一粒体的比率为10～40重量％，第三粒体的比率为10重量％以下的方式对粒径分布进行管理。

为了确保覆盖率，将粒径分布调整后的投射材料的粒径分布设为具有如下特征的分部，即大量含有比以往一直使用的粒径小的第二粒体，紧接着含有较多除锈力较强的第一粒体，将除锈力较弱的第三粒体设为较少，或者没有。由于大量含有第二粒体，从而能够确保覆盖率，因此能够提高除锈处理效率。第一粒体的除锈力较强，从而能够缩短除锈时间。而且，由于第三粒体的除锈力较弱，无法有效地除锈，因此将其极力减少。

图3是表示粒径分布调整工序的一个例子的说明图。粒径分布调整工序有调整为操作混合的状态的粒径分布的方法、以及投入规定的投射材料以便得到积极期望的粒径分布的方法。对喷砂装置1进行操作并反复进行投射、细粉的装置外排出、补给的一系列的操作的结果是，喷砂装置1内的投射材料的粒径分布稳定在与未使用的投射材料分布不同的恒定的粒径分布。操作混合是指该稳定后的粒径分布的状态。这里，以将粒径分布的状态调整为操作混合形成后的状态为例进行说明。

在粒径分布调整工序中为了形成操作混合，首先，在步骤S21中，准备例如由与被加工物相同的材质构成的虚拟工件，在步骤S22中启动喷砂装置1，根据与被加工物的除锈时相同的条件对虚拟工件投射投射材料，并反复进行细粉的装置外排出、补给的一系列的操作。其结果是，喷砂装置1内的投射材料的粒径分布成为与未使用的投射材料的粒径分布不同的粒径分布。此外，可以使虚拟工件像实际的被加工物那样进行行进，也可以处于静止状态。另外，也可以不使用虚拟工件而空击投射材料。

在步骤S23中，进行与后述的步骤S5相同的判断，在补给投射材料的情况下进入步骤S25，然后返回至步骤S23。在不补给投射材料的情况下进入步骤S24。

接着在步骤S24中，对为了形成操作混合而投射时间是否达到了预先设定的相当时间进行判断。在投射时间达到了相当时间的情况下进入步骤S26，在未达到的情况下返回至步骤S23。

接着在步骤S26中，对投射材料取样并测定粒径分布，从而进行是否形成了所希望的粒径分布(操作混合)的评价。这里，投射材料的取样能够从截流闸门11b、斗式升降机13、投出部16进行。在判断为形成了所希望的操作混合的情况下(步骤S26：是)，进入步骤S3。

图4是表示粒径分布调整工序中的粒径分布的变化的说明图。在图4中，简要示出形成操作混合的过程。横轴的粒径以粒径区间的下限值为代表值来表示。在之后的粒径分布的图中也同样。在以未使用的状态来表示(A)的粒径分布的投射材料如(B)所示那样，第一粒体的重量分数降低，第二粒体的粒径分布变得宽阔。这是由于第一粒体被粉碎而减少，并生成第二粒体之后的粒体。若形成操作混合，则如(C)所示，第一粒体的重量分数进一步降低，第二粒体之后的粒子增大。第三粒体之后的粒子被排出至机外来抑制其增加。另外，由于第一粒体仅补给与排出量相当的初始喷丸因此抑制其减少。因此，第一粒体、第二粒体以及第三粒体的比例稳定在(C)的状态。

在判断为未形成所希望的操作混合的情况下(步骤S26：否)，进入步骤S27，调整调节风门19的开度，之后，返回至步骤S22。在步骤S27中，例如在小径的粒子较多的情况下，能够进行通过降低调节风门19的开度使旋风分离器14的分级力下降来去除等。

在上述的各工序(S21-S27)中，能够以排出至机外的投射材料的量进行判断，而代替步骤S23的判断。另外，也能够不进行判断而按照每规定时间补给投射材料。另外，在步骤S27中能够不进行调节风门的调节而通过延长投射时间来进行对应。各工序为自动、手动皆可。在各工序为自动进行的情况下，通过控制装置来实施各工序。

在步骤S3中，将除锈处理对象的被加工物设置于投射室20内。作为被加工物的线材从输送方向的上游(图1的(B)中左方向)依次穿过引导部件21并以一条直线定位而进行配置。然后，线材以负载有规定的张力的状态被牵引而向右方向行进。

在步骤S4中在对粒径分布进行调整之后的状态下对投射材料进行投射，从而进行形成于被加工物的表面的锈垢的去除(除锈工序)。除锈处理通过设置于四个方向的叶轮22分别对连续供给至投射室20内并行进的线材投射投射材料来进行。然后，进行了除锈处理的线材从搬出口连续地向投射室20外搬出，并向下一个工序输送。

在步骤S5中，根据对投射材料进行投射的过程中的叶轮22的电流计的负载电流值来判断是否补给投射材料。在负载电流值大于预先设定的电流值且为规定的变动值以下的情况下判断为不补给投射材料而进入步骤S6。在负载电流值为预先设定的电流值以下或者超过了规定的变动值的情况下判断为补给投射材料而进入步骤S7。然后，在步骤S7中通过喷丸补给口13a补给规定量的新的投射材料，并返回至步骤S5。投射材料以考虑斗式升降机的负载等而设定的规定量供给。由此，能够维持所希望的粒径分布(在本实施方式中为操作混合)。

在步骤S6中，判断被加工物的有无。在存在被加工物且继续除锈处理的情况下进入步骤S5，在不存在被加工物的情况，换句话说进行除锈处理的被加工物全部被搬出至投射室20外的情况下进入步骤S8结束投射材料的投射。被加工物的有无的判断可以通过目视观察来进行，也可以通过利用磁、光学方法进行判断的线材检测装置来进行。

在步骤S9中，判断是否继续除锈处理。在没有下一个被加工物的情况下结束一系列的操作，在存在下一个被加工物的情况下反复实施步骤S3之后的操作。

根据上述的除锈方法，能够将粒径分布调整后的投射材料的粒径分布设为适于被加工物的除锈的分布。因此，上述的除锈方法能够一并提高除锈力和除锈处理效率。

本实施方式所涉及的除锈方法能够用于因轧制而在母材表面形成了锈垢的被加工物例如线材、钢板等。这样的被加工物的锈垢以几10μm左右的厚度牢固地附着于母材，因此要求较高的除锈力。另外，这样的被加工物的除锈处理经常作为边输送被加工物边进行处理的连续处理来进行，因此要求处理速度快。本实施方式所涉及的除锈方法由于兼具较高的除锈力和除锈处理效率，因此能够用于因轧制而在母材表面形成了锈垢的被加工物。

在被加工物为线材的情况下，在投射材料的冲击力较大时，产生因投射材料的碰撞而线材的晃动变大的现象，从而存在投射材料无法有效地投射至线材而导致除锈的效率降低的问题。在本实施方式所涉及的除锈方法中，大量含有粒径小于第一粒体的第二粒体。因此，本实施方式所涉及的除锈方法能够使投射材料的冲击力比以往减少，因此能够抑制线材的晃动，从而能够实现高效的除锈。另外，由于本实施方式所涉及的除锈方法能够实现高效的除锈，因此能够省略作为以往除锈处理的预处理进行的酸洗处理。

在被加工物为钢板的情况下，在通过喷丸处理使锈垢产生龟裂、剥离的预备除锈处理中，需要在后工序中导入所需要的足够量的裂纹、剥离。本实施方式所涉及的除锈方法能够通过第二粒体而大幅度地提高覆盖率。另外，本实施方式所涉及的除锈方法还能够减小打痕的尺寸，因此能够提高表面粗糙度。

以下，示出能够对本实施方式的粒径分布进行调整的投射材料的一个例子。

投射材料是从维氏硬度为HV300～600的范围中选出的喷丸。材质、形状能够适当地进行选定，但在本实施方式中，使用由铁系材料构成的球状的喷丸。这里，作为铁系材料能够采用如下粒子：该粒子的成分系例如为C：0.8～1.2重量％、Mn：0.35～1.20重量％、Si：0.40～1.50重量％、P≤0.05重量％、S≤0.05重量％、剩余部分包括Fe以及不可避免的杂质，并且该粒子具有回火马氏体组织或者类似的组织。这样的粒子能够通过例如水雾化法等公知的方法来制成。这里，投射材料在HV300以上为相对于被加工物具有充分的硬度，在HV600以下投射材料具有充分的韧性。这样由于本实施方式的投射材料兼具足够的硬度和韧性，因此能够适用于被加工物表面的除锈。维氏硬度HV是基于日本工业标准JIS Z 2244(2009)的硬度。

图5是能够在实施方式所涉及的除锈方法中使用的作为一个例子的投射材料的粒径分布的示意图。投射材料的粒径d为125μm＜d≤600μm，并将投射材料的粒径d的分布调整为：在频度分布(JIS G 5904)中的粒径区间212μm＜d≤300μm的频度最大，粒径区间355μm＜d≤500μm的频度为粒径区间212μm＜d≤300μm的频度的0.3～1.0倍。粒径分布的测定方法是基于日本工业标准JIS G 5904(1966)的方法，以重量分布来表示。

具有这样的粒径分布的投射材料能够将由粒度编号为030的粒子构成的第一投射材料与由粒度编号为040的粒子构成的第二投射材料混合而制成。换句话说，投射材料是第一投射材料和第二投射材料的混合物。

例如，若在除锈中仅使用第一投射材料，则虽然能够增大除锈力，但由于每单位重量的粒子数量变少，因此导致覆盖率(每恒定面积中的投射材料的实际打痕面积)的降低。另一方面，第二投射材料虽然能够提高覆盖率，但由于与第一投射材料相比除锈力较弱，因此除锈时间延长。

在实施方式所涉及的投射材料中，通过将这些投射材料以成为上述的粒径分布的方式混合，从而能够维持各自的优点，并能够补充除锈能力不足的部分。能够通过第一投射材料来提高除锈力，通过第二投射材料来提高覆盖率。换句话说，能够进行一同提高除锈力和除锈处理效率的除锈。

第一投射材料以及第二投射材料能够使用JIS Z 8801(2006)所规定的筛眼600μm～125μm的筛子来对通过水雾化法等公知的方法而制成的粒子进行分级，并将其以成为所希望的粒径分布的方式进行混合、调整来制成。

在使用了上述的投射材料的情况下，不基于特殊的装置、方法就能够使粒径分布调整工序后的喷砂装置内的粒径分布为适于被加工物的除锈的上述的分布。

(变更例)

在步骤S25、S7中进行补给的投射材料也能够使用与在步骤S1中进行装填的投射材料不同的投射材料。例如，还能够仅补给大径的投射材料来形成所希望的操作混合。另外，投射材料的形态并不限定于喷丸，还能够使用砂粒、钢线粒等。而且，第一投射材料与第二投射材料可以作为相同的材质，也可以以硬度不同的材质形成。

(实施方式的效果)

在本实施方式所涉及的除锈方法中，将粒径分布调整后的投射材料的粒径分布为具有如下特征的分布，即大量含有用于确保覆盖率的第二粒体，紧接着包括较多除锈力较强的第一粒体，将除锈力较弱第三粒体设为较少或者没有。由此，本实施方式所涉及的除锈方法能够通过第一粒体来提高除锈力并缩短除锈时间，通过第二粒体来确保覆盖率。因此，本实施方式所涉及的除锈方法能够一并提高除锈力和除锈处理效率。

另外，本实施方式所涉及的除锈方法能够用于通过轧制而在母材表面形成了锈垢的被加工物例如线材、钢板等。在被加工物为线材的情况下，能够使投射材料的冲击力比以往减少。因此，本实施方式所涉及的除锈方法能够抑制线材的晃动，从而能够实现高效的除锈。另外，由于能够实现高效的除锈，因此本实施方式所涉及的除锈方法能够省略作为以往除锈处理的预处理进行的酸洗处理。在被加工物为钢板的情况下，在通过喷丸处理而使锈垢产生龟裂、剥离的预备除锈处理中，能够导入在后工序中所需要的足够量的裂纹、剥离。另外，本实施方式所涉及的除锈方法由于还能够减小打痕的尺寸，因此还能够提高表面粗糙度。

实施例

以下，对为了确认本发明的效果而进行的实施例进行说明。准备了由形成有黑锈皮的机械构造用碳钢钢材S45C(JIS G 4051：2005)构成的φ22mm的圆棒作为被加工物。除锈处理使用叶轮型的投射装置，并以投射速度73m/s、投射距离100mm、投射角度90°来实施。

(1)粒径分布与除锈处理后的被加工物的关系

使用调整为第一粒体68重量％、第二粒体32重量％、第三粒体0重量％的钢丸来进行除锈处理，并对基于喷砂装置操作的第一粒体、第二粒体以及第三粒体的重量分数的随着时间的变化、与各粒径分布中的除锈处理后的被加工物的完工状态的关系进行了调查。粒径分布的变化如图6所示。图6是表示投射材料的粒径分布、与各粒径分布中的除锈处理后的被加工物的完工状态的关系的说明图。粒径分布以规定的时间间隔对投射材料取样并进行了测定。完工状况通过目视观察进行了观察、评价。

对于粒径分布而言，作为整体的趋势随着时间的经过，第一粒体的重量分数减少，第二粒体的重量分数增大。在第一粒体较多的状态下，由于线材的摆动较大，偏离投射模式(投射范围)的概率较高，因此实际投射密度降低。另外，若第一粒体较多，则以相同的粒子重量进行比较的情况下的粒子数量降低，而覆盖率降低。由此，容易残留锈垢，且完工状态不良。若第二粒体为60重量％以上，第一粒体为40重量％以下，则完工状态为良好。由此，能够确认出根据本实施方式的粒径分布能够实现充分的除锈。

(2)基于投射材料的冲击力以及覆盖率的研究

使用将由粒度编号为030的钢丸构成的第一投射材料与由粒度编号为040的钢丸构成的第二投射材料混合而制成的投射材料，来评价了粒径分布调整后的粒径分布(实施例(1)、(2))，另外作为比较例(3)，还实施了φ300μm(粒径范围：300μm＜d≤600μm)的钢丸的试验。将投射密度设为了150～300kg/m²。对于实施例、比较例而言，都将投射材料投入投射试验装置，并反复进行连续运转以及补给而形成了操作混合。图7是表示在基于投射材料的冲击力以及覆盖率的研究中所使用的粒径分布调整后的粒径分布的说明图。实施例(1)、(2)的粒径分布调整后的粒径分布都是第二粒体为78重量％以上，第一粒体为15～20重量％，第三粒体为5重量％以下，而满足本发明的粒径分布。

实施例(1)、(2)以及比较例(3)的每1kg的粒子数量如下。

实施例(1)：6.23×107个/kg

实施例(2)：8.77×107个/kg

比较例(3)：1.74×107个/kg

首先，基于粒径分布对每个粒子的平均冲击力进行了评价。若投射密度相同，即使粒径分布不同，线材所承受的整个冲击力也相等，但每个粒子的平均冲击力不同。该平均冲击力决定线材的摆动。对平均冲击力而言，在实施例(1)为比较例(3)的0.28倍，在实施例(2)为比较例(3)的0.20倍，可知在实施例中变得极小。由此，确认出：根据本实施方式的除锈方法，能够减小线材的摆动。

另外，计算了打痕面积A。若将直径D的粒子所波及的打痕的直径设为γD，将直径D的粒子数量设为N_α，则打痕面积A由以下的公式来表示。

[式1]

对于打痕面积而言，比较例(3)，在实施例(1)中为比较例(3)的1.37倍，在实施例(2)中为比较例(3)的1.46倍，可知大幅提高。由此，确认出：根据本实施方式的除锈方法，能够提高除锈的效率。另外，确认出：在钢板的预备除锈中，能够在接下来的酸洗工序中形成多个酸浸入的起点，从而能够实现高效的除锈。

(3)改变了粒径分布调整状态后的除锈试验

准备粒径范围为300μm＜d≤600μm的钢丸、粒径范围为75μm＜d≤300μm的钢丸以及粒径范围为32μm＜d≤75μm的钢丸，并将它们混合制成具有各种粒径分布的投射材料。图8是表示在改变了粒径分布调整状态的除锈试验中所使用的模拟了操作混合的投射材料的粒径分布的说明图。实施例a～d满足本实施方式的粒径分布，比较例e～h是第二粒体较少而不满足本实施方式的粒径分布的例子。然后，改变投射密度来进行除锈试验，并对除锈率为80％的投射密度进行了调查。图9是表示粒径分布与除锈率达到80％时的投射密度的关系的说明图。由于除锈率的评价为目视观察，若实施100％的评价，则由于测定精度无法达到(得出)因此采用80％的评价。

确认出：在由喷砂装置进行的除锈中，优选投射密度为20kg/m²以下，但在实施例a～d的条件下，即作为本发明的粒径分布的第二粒体为60重量％、第一粒体为10～40重量％、第三粒体为10重量％以下的条件下，投射密度为20kg/m²以下，为本发明的粒径分布优选的条件。

(4)除锈试验

对于将由粒度编号为030的钢丸构成的第一投射材料与由粒度编号为040的钢丸构成的第二投射材料混合制成的投射材料以及作为比较例的φ300μm(粒径范围：300μm＜d≤600μm)的钢丸，在作为粒径分布调整工序而形成操作混合后实施了除锈试验。图10是表示除锈试验后的试样的表面状态的说明图。通过目视观察对完工状况进行了观察、评价。确认出：在比较例中，在投射密度为5kg/m²～20kg/m²的范围内存在锈垢。然后，在投射密度为30kg/m²的时刻去除了锈垢。因此，在比较例中直至完工需要30kg/m²。与此相对，确认出：在实施例中，在投射密度为5kg/m²～10kg/m²的范围内存在锈垢。然后，在投射密度为20kg/m²的时刻去除了锈垢。换句话说，确认出：在实施例中以20kg/m²完工。这样，确认出：在实施例中能够以投射密度比比较例低1/3的状态实现同等的完工，能够缩短除锈处理的时间。另外，确认出：能够将表面粗糙度降低两成左右。

附图标记说明：

1…喷砂装置，11…料斗，11a…存积部，11b…截流闸门，13…斗式升降机，13a…喷丸补给口，14…旋风分离器，15…集尘器，16…投出部，18…穿孔金属板，19…调节风门，20…投射室，21…引导部件，22…叶轮，23…螺旋输送机。

Claims

1.一种除锈方法，利用喷砂装置对投射材料进行投射，来进行由铁系材料构成的被加工物的锈垢的去除，

其中，所述除锈方法具备：

投射材料装填工序，在该投射材料装填工序中，将维氏硬度为HV300～600的范围的未使用的上述投射材料装填至上述喷砂装置；

粒径分布调整工序，在该粒径分布调整工序中，通过上述喷砂装置的操作，而将该喷砂装置内的投射材料的粒径分布调整为规定的粒径分布；以及

除锈工序，在该除锈工序中，将上述粒径分布调整工序后的投射材料投射至被加工物的表面，

当将上述粒径分布调整工序后的投射材料的粒径分布划分为粒径超过300μm的第一粒体、粒径为300μm以下且超过75μm的第二粒体、以及粒径为75μm以下的第三粒体时，满足：第二粒体的比率≥第一粒体的比率≥第三粒体的比率。

2.根据权利要求1所述的除锈方法，其中，

上述第二粒体的比率为60重量％以上，上述第一粒体的比率为10～40重量％，上述第三粒体的比率为10重量％以下。

3.根据权利要求1或2所述的除锈方法，其中，

上述被加工物通过轧制形成。

4.根据权利要求3所述的除锈方法，其中，

上述被加工物是线材。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的除锈方法，其中，

在上述投射材料中，投射材料的粒径d为125μm＜d≤600μm，并且，投射材料的粒径d的分布在频度分布中的粒径区间212μm＜d≤300μm的频度最大，粒径区间355μm＜d≤500μm的频度为该粒径区间212μm＜d≤300μm的频度的0.3～1.0倍。

6.根据权利要求5所述的除锈方法，其中，

上述投射材料是由粒度编号为030的粒子构成的第一投射材料与由粒度编号为040的粒子构成的第二投射材料的混合物。